磷化鈷作為染料敏化太陽能電池(DSSCs)的對電極(CE)表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能，但其導(dǎo)電性和催化性能仍有待進(jìn)一步提高。Mxene是一種具有高比表面積和電導(dǎo)率的二維層狀材料，對DSSCs催化還原碘離子具有重要的加速作用。為此，我們構(gòu)建了一個包含CoMoP
2和Mxene最佳比例的戰(zhàn)略混合材料，同時采用CNTs抑制Mxene層之間的團聚和重復(fù)疊加，從而在Mxene中形成柱狀效應(yīng)。CoMoP
2@Mxene@CNTs CE的DSSC的功率轉(zhuǎn)換效率高達(dá)10.64%，遠(yuǎn)高于Pt(7.04%)和CoMoP
2@Mxene (7.08%) CE的功率轉(zhuǎn)換效率。通過一系列形態(tài)和電化學(xué)分析，我們將性能的提高歸功于Mxene優(yōu)異的導(dǎo)電性和獨特的二維化學(xué)結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用，CoMoP
2、Mxene和CNTs材料的有效共混，特別是由于Mxene的采用而形成的柱狀效應(yīng)。有效的CoMoP
2@Mxene@CNTs CE合成工藝簡便，是未來用于DSSCs的替代昂貴的Pt CE的一種有前景的選擇。
圖1. 實驗流程及得到的樣品結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2 (a,b，)CoMoP
2， (c,d) Ti
3C
2T
x和(e,f) CoMoP
2@Mxene@CNTs-3的SEM圖像;(g, h, i, j, k, l)映射圖像從CoMoP
2@Mxene@CNTs-3復(fù)合CE和相應(yīng)的Co, Mo, C, P和Ti元素的元素映射;(m) CoMoP
2@Mxene@CNTs-3復(fù)合材料CE的高分辨率TEM圖像和CoMoP
2、CNTs和Ti
3C
2T的相剖面。
圖3. CoMoP2@Mxene@CNTs-3樣品的XRD譜圖。
圖4. CoMoP
2@Mxene@ cnts - 3ce的XPS光譜。
圖5 Pt的EIS, CoMoP
2@Mxene和CoMoP
2@Mxene@CNTs-3 CEs。
圖6 Pt、CoMoP
2@Mxene和CoMoP
2@Mxene@CNTs CE的Tafel曲線。
圖7 (a)各種CEs在60mv s掃描速率下的cv值;(b) CoMoP
2@Mxene@CNTs-3 CEs在不同掃描速率下的cv;(c) CoMoP
2@Mxene@CNTs-3 CE的掃描速率與氧化還原峰電流的關(guān)系;(g) CoMoP
2@Mxene@CNTs-3 CE在60 mV/s掃描速率下的30個循環(huán)cv 。
圖8. (a)開路電壓衰減曲線;(b)計算電子壽命;(c)基于Pt和CoMoP
2@Mxene@CNTs-3 CEs的TRPL光譜 。
圖9. (a, b)不同CEs下DSSCs的光電流密度-電壓曲線;(三)按CoMoP
2@Mxene@ cnts – 3CE計算的數(shù)字服務(wù)中心的專業(yè)服務(wù)水平分布情況;(d, e)基于Pt和CoMoP
2@Mxene@CNTs-3 CE的DSSCs的IPCE和EIS。
相關(guān)科研成果由河南大學(xué)河南省光伏材料重點實驗室Furui Tan等人于2022年發(fā)表在Journal of Alloys and Compounds (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.166279)上。原文：A Dye-Sensitized Solar Cells with Enhanced Efficiency Based on a “Pillared Effect” of CoMoP2@Mxene@CNTs Composite Counter Electrode。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
